山東省地?zé)豳Y源開發(fā)利用模式分析研究

王東 中國石化集團勝利石油管理局有限公司新能源開發(fā)中心

山東省是我國地?zé)豳Y源富集區(qū)，全省16個地級城市皆發(fā)現(xiàn)有地?zé)豳Y源。據(jù)中國地質(zhì)調(diào)查局公布的數(shù)據(jù)（2016），全省地下熱水資源量折合標(biāo)準(zhǔn)煤693.22億噸，地下熱水可采資源量折合標(biāo)煤1.16億噸[1]。

雖然地?zé)豳Y源屬于可再生能源范疇，但作為地?zé)豳Y源利用載體的水資源則屬于不可再生資源，如果地?zé)衢_發(fā)不采用科學(xué)合理的利用模式，將使生態(tài)環(huán)境利用與保護受到嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，同時也會造成地?zé)崴Y源的極大浪費。因此，迫切需要規(guī)劃設(shè)計一種行之有效的開發(fā)模式來進行地?zé)豳Y源開發(fā)利用。

一、現(xiàn)行地?zé)豳Y源開發(fā)模式

山東地?zé)崮荛_發(fā)利用主要以供暖、洗浴等直接利用為主。傳統(tǒng)的承發(fā)包模式（D-B-B-O）是現(xiàn)階段在地?zé)峁┡_發(fā)與利用領(lǐng)域最為主要的模式。在該種模式中，政府、房地產(chǎn)開發(fā)商、專業(yè)投資公司、機關(guān)企業(yè)事業(yè)單位作為投資主體；鉆井施工單位及設(shè)備安裝單位作為建造主體；地質(zhì)勘探科研單位作為勘查設(shè)計主體。除此之外，開發(fā)商需要與勘察設(shè)計主體簽訂相應(yīng)的委托服務(wù)協(xié)議，由勘查設(shè)計主體開展勘查設(shè)計活動，并依據(jù)勘查設(shè)計的成果（通常表現(xiàn)為可研報告）向國土資源行政機關(guān)申請?zhí)降V權(quán)。國土資源行政機關(guān)審核無誤后，由開發(fā)商基于此種探礦權(quán)開展鉆井及設(shè)計安裝的招標(biāo)工作。最后，在上述活動完成且項目建成后，開發(fā)商既可以自身對項目進行運營管理，也可以委托物業(yè)公司進行管理。

在地?zé)豳Y源的開發(fā)利用方式上[2]，山東主要地區(qū)采用地?zé)峁┡蚍N植、養(yǎng)殖的單一利用模式，絕大多數(shù)尚未進行梯級利用并正在配套地?zé)嵛菜毓啵_發(fā)利用模式的缺點體現(xiàn)在單一、固定，資源利用率低，資源浪費情況嚴(yán)重。因此，由于綜合利用技術(shù)不完善，尤其是熱水礦化度高等原因，地?zé)衢_發(fā)給當(dāng)?shù)貛硪欢ń?jīng)濟效益的同時，不合理開采及地?zé)嵛菜娜我馀欧乓步o當(dāng)?shù)丨h(huán)境造成一定的負(fù)面影響，嚴(yán)重制約了地?zé)豳Y源的開發(fā)利用。

二、山東省地?zé)豳Y源開發(fā)利用模式研究

在對山東省熱儲及地?zé)豳Y源特征進行研究的基礎(chǔ)上，針對層狀巖溶熱儲及帶狀基巖熱儲中蘊含的地?zé)豳Y源，提出了相應(yīng)的開發(fā)利用模式建議。

（一）梯級開發(fā)利用模式

層狀巖溶熱儲主要發(fā)育在寒武系―奧陶系中，主要分布在魯西北、魯西及魯中南地區(qū)，由于巖溶型熱儲回灌條件較砂巖好且發(fā)育規(guī)模較大，因此應(yīng)優(yōu)先開展全回灌基礎(chǔ)上的規(guī)模化地?zé)峁┡头N植、養(yǎng)殖，優(yōu)先進行地?zé)豳Y源梯級利用，并考慮多能互補。

在開發(fā)利用方式方面，由于該類熱儲的地?zé)崴疁匾话?0～90℃，按照溫度高低進行梯級開發(fā)綜合利用。60～90℃可用于采暖，40～60℃可用于醫(yī)療、洗浴、溫室種植，25～40℃可用于水產(chǎn)養(yǎng)殖和土壤增溫。主要利用過程如下：

第一級：首先將70℃左右地?zé)崴械奖谜就ㄟ^換熱器換熱后，供給采暖管網(wǎng)系統(tǒng)，地?zé)崴疁亟抵?0～50℃。第二級：排出的低溫?zé)崴龠M入二級換熱器提供給地板輻射式采暖系統(tǒng)，水溫降至25℃。第三級：利用熱泵技術(shù)將25℃左右的熱水進行提溫，水溫加到65～75℃，換熱后回水作為熱泵的熱源，再次進入系統(tǒng)進行供暖。第四級：換熱后尾水溫度30℃左右，經(jīng)雜質(zhì)處理后進入住戶洗浴或送入室內(nèi)游泳池用于溫泉洗浴、娛樂、醫(yī)療保健等。最后將低溫尾水（溫度低于20℃）回灌至地下。

此外，還可考慮“地?zé)?”模式，主要為地?zé)崮芎吞柲芗帮L(fēng)能的互補及調(diào)峰利用，將地?zé)豳Y源與其它能源結(jié)合起來，取長補短，提高能源利用效率。

相比于傳統(tǒng)能源供暖方式，地?zé)崮芄┡椖烤哂腥缦旅黠@的特點：①熱能來源可再生，基本實現(xiàn)零排放；②項目一次性投資較大，但運行成本較低；③單體項目一般不大，但具有較強可復(fù)制性；④專業(yè)性較強，準(zhǔn)入門檻較高。因此，在開發(fā)經(jīng)營模式方面，建議采用公共私營合作制[3]（Public Private Partnership，以下簡寫為PPP）。

地?zé)衢_發(fā)利用PPP模式的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在兩個方面：①科學(xué)系統(tǒng)的勘探開發(fā)利用地?zé)豳Y源。實施地?zé)崮芄┡疨PP項目可以極大的刺激并鼓勵專業(yè)能源公司的投資開發(fā)熱情，并且有效地解決了項目滾動發(fā)展資本金不足的難題。②提高市場準(zhǔn)入門檻，促進有實力、尤其是具備中深層地?zé)豳Y源勘探開發(fā)能力的單位參與市場競爭?？碧介_發(fā)技術(shù)單位基于其掌握并擁有的勘探開發(fā)技術(shù)，所以在PPP項目中扮演著“雙重”角色。一方面，其是項目的發(fā)起人，承擔(dān)項目的相關(guān)管理工作。另一方面，且是項目的股東，承擔(dān)相關(guān)的權(quán)利與業(yè)義務(wù)。這種“雙重”角色可以有效提升項目建造的利潤率并擴大市場份額，實現(xiàn)可持續(xù)經(jīng)營。

（二）“溫泉+”開發(fā)利用模式

帶狀基巖熱儲主要發(fā)育在前新生界的各類巖石地層中，主要分布在魯東隆起區(qū)及膠南―威海隆起區(qū)。熱儲巖性種類較多，碳酸鹽巖、砂巖及各類巖漿巖、變質(zhì)巖中均可發(fā)育，縱向上呈帶狀展布，分布規(guī)模有限，熱儲非均質(zhì)性極強。因此，開發(fā)利用模式主要以溫泉旅游和綠色農(nóng)業(yè)相結(jié)合，限制開采規(guī)模，保障資源的可持續(xù)利用，形成“溫泉+X” 的大溫泉開發(fā)模式，打造健康產(chǎn)業(yè)城規(guī)劃。從休閑產(chǎn)業(yè)的角度，以溫泉為中心，充分考慮溫泉與相關(guān)從產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，形成聚集效益。同時，充分發(fā)掘當(dāng)?shù)氐娜宋馁Y源，形成自己獨特的優(yōu)勢，以實現(xiàn)溫泉旅游產(chǎn)業(yè)規(guī)劃的創(chuàng)新。

利用地?zé)峁芾韰^(qū)的資源優(yōu)勢，重點打造地?zé)釡厝?、休閑商業(yè)區(qū)、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)觀光區(qū)等多個功能區(qū)。其中地?zé)釡厝前ǖ責(zé)岑燄B(yǎng)區(qū)、地?zé)釆蕵穮^(qū)、地?zé)釀e墅區(qū)；休閑商業(yè)區(qū)主要是開發(fā)高端溫泉酒店，打造最佳商務(wù)會議中心及假日酒店等商業(yè)服務(wù)設(shè)施；現(xiàn)代農(nóng)業(yè)觀光區(qū)目的是發(fā)揮地?zé)豳Y源的延伸利用價值，以地?zé)釥I造溫室，發(fā)展高附加值種養(yǎng)殖、溫泉生態(tài)農(nóng)業(yè)項目，例如把地?zé)崴氪笈锓N植區(qū)，通過循環(huán)保持棚內(nèi)恒溫，同時利用溫泉洗浴后的廢水加以灌溉，打造地?zé)峁芾韰^(qū)獨具特色的名牌水果，利用溫泉洗浴、溫泉供暖后廢棄的地?zé)岬V泉水種植農(nóng)作物，培育優(yōu)質(zhì)綠色礦泉農(nóng)作物，打造地?zé)峁芾韰^(qū)的品牌。

三、地?zé)豳Y源開發(fā)利用建議

在進行熱儲開發(fā)利用規(guī)劃的同時，需要考慮地?zé)豳Y源保護與環(huán)境防治對策問題，提出以下幾點建議：

（1）優(yōu)化地?zé)崂梅绞胶烷_采模式，避免地?zé)衢_發(fā)利用的單一模式，提高資源利用效率及利用規(guī)模，減少資源浪費，合理開發(fā)地?zé)豳Y源，促進地?zé)豳Y源的可持續(xù)開發(fā)利用。從能源戰(zhàn)略的高度，對地?zé)豳Y源開發(fā)利用進行統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一管理、合理布局、綜合利用，科學(xué)合理布設(shè)地?zé)峋?，?yán)格地?zé)峋_采量，保障地?zé)豳Y源的可持續(xù)開發(fā)。

（2）在地?zé)豳Y源開發(fā)利用中應(yīng)充分利用其熱資源與水資源，最大限度地開發(fā)地?zé)豳Y源的潛能，做到高效節(jié)約地利用地?zé)豳Y源。積極推行新工藝、新技術(shù)，梯級利用地?zé)豳Y源，根據(jù)不同地?zé)衢_發(fā)利用項目對水溫的不同要求，采用一定工藝多級次地從地?zé)崃黧w中提取熱能，多層次地利用地?zé)崮?，充分利用寶貴的地?zé)豳Y源。

（3）研究地?zé)嵛菜?jīng)濟全回灌系列技術(shù)，對于有條件回灌的地區(qū)，進行地?zé)嵛菜娜毓嗷蛞怨喽ú?，制定合理的采灌制度及開采規(guī)模?；毓嗄Ｊ絻?yōu)先選用同層對井回灌，只能采用異層回灌方式的，開采層的水質(zhì)應(yīng)好于回灌層。

（4）加強地?zé)峋畡討B(tài)監(jiān)測，地?zé)峋畱?yīng)建立動態(tài)監(jiān)測制度，對地?zé)峋臏囟?、水位、流量、化學(xué)成分和氣體成分含量等進行監(jiān)測，并保持動態(tài)監(jiān)測的連續(xù)性，真實反映地?zé)衢_發(fā)的歷史性變化。

（5）加強地?zé)豳Y源開發(fā)的管理。建立地?zé)豳Y源開發(fā)利用數(shù)據(jù)庫、動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)及自動化信息管理系統(tǒng)，對數(shù)據(jù)隨時更新和動態(tài)分析，以實現(xiàn)管理工作的現(xiàn)代化；加強地?zé)豳Y源法規(guī)建設(shè)，制定地?zé)豳Y源管理條例，健全和完善地?zé)豳Y源由國土資源部門統(tǒng)一管理的體制；采取法律、行政、經(jīng)濟、技術(shù)等有利措施，努力提高地?zé)豳Y源的利用效率，使地?zé)衢_發(fā)和綜合利用步入良性循環(huán)，保障地?zé)豳Y源的可持續(xù)利用。